问题
计算题
一个热气球与沙包的总质量为60kg，在空气中以加速度=5m/s2下降。求（1）为了使它匀速下降，应抛掉沙的质量是多少？（2）为了使它以同样大小的加速度上升，应抛掉沙的质量是多少？（取g=10m/s2）
答案
（1）Δm=30kg（2）Δm1="40" kg
（1）设浮力为F，以加速度a=5m/s2下降时有：
mg-F=ma ···················（2分）
设匀速下降时系统总质量为m1，则有 m1g-F=0 ···················（3分）
应抛掉沙的质量为： Δm="m-" m1 ···················（2分）
由以上三式代入数据得 Δm=30kg ···················（1分）
（2）设以同样大小的加速度上升时系统总质量为m2，则有 F- m2g= m2a ···················（3分）
应抛掉沙的质量为 Δm1=" m-" m2 ···················（2分）
代入数据得 Δm1="40" kg ···················（1分）
本题考查对牛顿第二定律的应用，在热气球加速下降的过程中由重力和浮力的合力提供加速度，由牛顿第二定律可求得此时的浮力大小，抛掉沙之后重力减小，浮力不变，合力向上，能保证热气球向上加速，由牛顿第二定律可求得抛掉的沙的质量